密炼机上辅机粉料称量及投料系统优化

装 计量 准 确 度 规 定 》 Ｃ 不 小 于 １ ３ ，。 值 ． ３时 ， 明 表
该 称量 系统 可 以满 足 要 求 ， 这也 是 一 些 国际 大公 司提 出的要 求 ， 些 公 司提 出过 高 的要 求也 是 不 一 切 合实 际 的 。 图 １和 ２所 示 为 某公 司 ２ １ ０ ０年 对其 两 条 密
炭 黑 需 要 准 确 计 量 ， 量 范 围 从 几 千 克 到 计 ２ ０ｋ ， ０ ｇ 批误 差应 小 于 １ ， 量周 期要 求 小 于 ９ 计 Ｏ
１
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１ ０
月 份
图 １ 密 炼机 Ｍ２４ — 上 辅 机 投 料 精 度
ｌＯ ０ ９ ０
的 动力 学 差 异 ， 成 目前 炭 黑 称 量 和 投 料 系 统 造
月 份
图 ２ 密 炼 机 Ｍ３ ２ — 上 辅 机 投 料 精 度
分析 图 １和 ２测 试 结 果 可 以看 出 ， 炼 机 密
Ｍ２４ 料精 度太 差 ， — 投 与生产 要求相 差 甚远 ， 其 尤 是 ５ ６月 ， 季 节 因 素 影 响 ， 准 确 率 不 到 — 受 其
方面。
目前橡 胶行 业 的密炼 机上 辅机 粉料称 量投 料 系统 均存 在测试 中发现 的问题 ， 投料 精度 差 、 度 速 慢 ， 重影 响炼胶 质 量及效 率 。 严
１ ３ １ 物 料 性 质 的 影 响 ．．
（） １ 采用 变频 器 调 速 控制 喂 料 螺 旋 输送 电 机 时， 由于操 作 环境 、 原材 料 的 复杂 性 和 多 变性 ， 很 难保 证称 量速 度和 精度 的长期 稳定 性 。螺旋 给料
大于 ７ ｇ时 可 以放 大 到 ±７ ０ｇ 约 ±１ ， 样 ５ｋ ５ ， 这 可 以大大 提高称 量 速度 。 参 照 ＨＧ／ ０ ４ － ２ ０ 《 工 粉 粒 产 品包 Ｔ ２ ５７ ００ 化
２ Ｏ个 。ｃ ｋ 算 方法如 下 ： Ｄ 计
Ｃ。 ｋ一 （ Ｔ一 ２ ） ６ ￡／ａ （） １
题 一直存 在 ， 而且 由 于一 些 特殊 配方 需 要 软 质 和
炼 生产 线上 辅机投 料精 度 的具体测 试结 果 。密炼
机 Ｍ２４ — 测 试月 份为 １ １ — Ｏ月 份 ， 密炼 机 Ｍ３２ — 测 试月 份 为 ４ １ ０月 份 。两 生产线 的粉料配 方均
为 炭 黑 Ｎ１ ５ ８ ． ｇ ＋ 白炭 黑 （ ８ ５ｋ ） １ （ ０ ３ｋ ） １ ． ｇ 。
料 系 统还 有 投 料 时 间 长 的 问题 ， 响 炼 胶 产 量 影
的提高。
有 ２ 月 能 达 到 生 产 要 求 。密 炼 机 Ｍ２４ 个 — 为 几
年前 设备 ， 密炼机 Ｍ３２ 而 — 为最 新设 备 。 １ ３ 存在 问题 及分 析 ．
目前 的称 量投 料 系 统 结 构 主要 存 在 以下 几
大 时会造 成 超越 螺 旋 运 动 速 度 的 随 机 流 动 性 前
时 易导 致 冲 料 自流现 象 ； 当粉 料 沉 积堵 塞 时 ， 又
第６ 期
李 勇 等 ． 密炼 机 上 辅 机 粉 料 称 量 及 投 料 系 统优 化
窜 ， 旋 叶片 与机 壳 间 隙大 时 会 加 剧前 窜 流 动 性 螺 的发展 ， 导致 每个 旋 转周 期 螺 旋 给 出 的粉 体 质 量
１ 粉 料 称 量 投 料 系统 存 在 的 问题 及 原 因分 析 １ １ 工 序 能 力 指 数 ．
Ｃ 值 按 大小 可 分 为 ５级 ， 别 为 ： 分 Ａ ， ≥ Ｃ
１ ６ ， 缺 点 考 虑 降 低 成 本 ； １ ３ ≤ Ｃｋ ．７ 无 Ａ， ． ３ Ｄ＜ １ ６ ， 持 现 状 ； １ Ｏ ≤ Ｃｋ １ ３ ， 缺 点 发 ．７维 Ｂ， ． ０ 。 ＜ ．３ 有
６ Ｏ ５ Ｏ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ ０
首次 使 用 上 辅 机 系 统 的用 户往 往 比较 注 意
配 方精 度 。 目前 橡 胶 加 工 用 秤 的 静 态 精 度 一 般
为 ０ １ ， 有 任 何 技 术 问题 ， 是 电 子 秤 中 常 ． 没 也 用 的精 度 。由 于粉 体 在 动 态 和 静 态 下 有 着 巨 大
摘 要 ： 要 介 绍 目前 密 炼 机 上 辅 机 炭 黑 、 简 粉料 称 量 投 料 系统 在 工 序 能 力 和 投 料 精 度 上 存 在 的 问 题 ， 对 物料 性 质 、 并
投 料 系统 结 构 的影 响 进 行 分 析 。提 出 采 用 炭 黑 造粒 和投 料 系统 结 构 改 造 特 别 是 采 用 如 偏 心 卸 料 １ 曲线 料 斗 、 壁 涂 ３、 仓
１ Ｏ０
脆性炭 黑 ， 使该 问题 更 加严 重 。软质 炭 黑 容 易 在 胶料 中分散 。炭黑 粉 尘 （ 形状 ） 原 由于 浮在胶 料 上
面不 容易 在胶料 中分 散 。加 入 密炼机 未分 散 的炭
黑细粉 团会 造成 产 品 报 废 ， 浓度 细粉 也 会 造成 高
炼胶 周期 不确 定 ， 长 混炼 时 间 。炭 黑 细 粉 容 易 延
８ ０ 。 。
粘 附到任何 与其 接触 的表 面 ， 括螺 旋叶 片表 面 ， 包
故一般 螺旋 给料 机 需 要 每 年清 理 螺 杆 表 面几 次 。
羹４ ０
２ ０
０
对 于低 结 构和低 表 面能炭黑 如 Ｎ７ ２和 Ｎ７ ４等 ， ７ ７ 尤其应 该 注意这 些 问题 。
标 准偏 差 ， 按式 （ ） 行计算 。 ２进
投料 等 。为 发 挥 密 炼 机 的 效 率 ， 轻 操 作 人 员 减
的劳 动强 度 和 对 环 境 的 污 染 ， 切 需 要 对 密 炼 迫 机 混炼 所 需 物 料 的输 送 、 存 、 量 、 料 等 环 储 称 投 节 实 施 机 械 化 和 自动 化［ 。在 这 样 的 背 景 下 ， １ ］ 平 均 值 （ｇ ； ｋ ） 为样 本 数量 。
层 、 卸料 口安 装 射 流 喷 嘴 等 、 料设 备 采 用 变 频 电机 开机 ， 用 电加 热 变 距 螺 旋 输 送 并 对 称 量 、 料 呼 吸 等工 艺 进 行 在 给 采 卸
优 化 ， 以避 免投 料 系统 称 量 不 准 或 由 于 受 粘料 等 影 响造 成 的投 料 波 动 ， 而 提 高 炼 胶 质 量 ， 短 炼 胶 时 间 。 可 进 缩 关键词： 上辅 机 ； 量 ； 料 ； 化 称 投 优
作者简介： 勇 （９２ ）男 ， 李 １ ６一 ， 内蒙 古 卓 资 人 ， 山东 省 高 分 子 材 料 先 进 制造 技 术 重 点 实 验 室 教 授 ， 士 ， 硕 主要 从 事 气 力 输 送 与 橡 胶 机 械 相关 技 术 开 发 与 研 究 。
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橡
胶
工
业
２１ ０ ２年第 ５ 卷 ９
生 ； ０ ６ ≤ Ｃｋ １ ０ 立 即 检 讨 改 善 ； Ｃ， ． ７ Ｄ＜ ．Ｏ ， Ｄ，
Ｃｋ ０ ６ ， 取 紧 急 措 施 ， 行 品 质 改 善 ， 研 ｐ＜ ． ７ 采 进 并 讨 规格 。 １ ２ 投 料精 度 ． 某 国际著 名 轮 胎 公 司 对 其 密 炼 机 上 辅 机 的
式中 Ｔ —— 用 户 配方要 求误 差 ；
ｅ — 配料 目标 值 与 实 际称 量 几 何 平 均 值 —
的差 值 的绝对 值 ；
— —
下 内容 ： 黑 输 送 、 炭 储存 、 量 、 料 ；油料 输 送 、 称 投
储存 、 量 、 油； 炼 胶或母 炼胶 导开 、 量 、 称 注 塑 称
炭 黑 称 量投 料 系 统 称 量 精 度 具 体 要 求 为 ： ～ １ ０ ５
ｋ ｇ的称 量 误 差 为 ± １ ０ ｇ １ ～ ７ ｇ的 称 量 误 ５ ； ５ ５ｋ 差 为 １ ； 于 ７ ｇ的 称 量 误 差 为 ± ７ ０ ｇ 大 ５ｋ ５ 。
Ｃ。≥ １ ３ ｋ ． ３。
具备 固体 的非 流 动 性 和 高 压 力 阻 隔 性 ， 致 阻 导
塞 断流 现 象 ； 当正 常 给 料 处 在 半 流 态 时 又 易 造
成架 拱 现象 ， 引起 物 料 密 度 和 压 力 的波 动 ， 致 导
给料 的波动 。
自动 给料称 量系 统 的炭 黑粒 子破 碎和粘 附 问
Ｓ若 炼胶 周期不 确定 ， ， 则下 辅机 运行 会存 在 危 险 。
细粉 在螺 旋给料 器表 面粘 附造 成粉饼 脱 落并进 入
密炼 机后 不容 易分 散 ， 附层 也 容 易造 成 螺 旋 堵 粘 塞， 降低输 送能 力 。
１ ３ ２ 系统 结构 的影响 ．．
摹
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羹７ ０
环境 等 ５ 基本 质量 因素 综合 的过程 。数 据分 析 个
要求 在稳定 称 量 过程 中 ， 固定 配 方 最小 采 样 数 据
从 精度 要求 可 以看 出 ， 目前 国 内一 些 用 户 要 求 炭黑 静 态称量 精度 ±０ １ 、 ． 动态 精度 ±０ ２ ．５ 明显不 科 学 。称 量 目标值 小 于 １ ｇ为 ±０ １ ， ５ｋ ．
（ ２）
其 中 ， 实 际 称 量 值 （ ｇ ； ｚ为 ｋ ） ｚ为 称 量值 的 几 何
上 辅 机各 种 设 备 先 后 研 制 成 功 并 应 用 ， 其 中 而 炭 黑 输送 、 存 、 量 、 料 等 设 备 多 年 来 虽 经 储 称 投 过多次改进 ， 受 制于炭 黑 、 料 本身 的特性 ， 但 粉 仍 常 有 问题 发 生 。
会 随机不 同 。 螺旋 给料 机 中的物料 主要 受 到进料 填充 压力
４ ， ０ 严重 影 响 了炼胶 质 量 。密 炼 机 Ｍ３２ — 也 只
的 精度 较 差 ， 投 料 速 度 较 慢 ， 在 残 余 ， 接 且 存 直
影 响混 炼 胶 的 质 量 ， 而 影 响 企 业 的盈 利 和 价 进
值 目标 。另 外 ， 炭 黑 投 料 精 度 差 的 问 题 外 ， 除 投
中图分类号 ： ＴＱ３ ｏ ４ ３ ． ３ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ ０ ８ ０ ２ １ ） ６ ０ ５ － ５ １ ０ — ９ Ｘ（ ０ ２ ０ — ３ ７０
密炼 机 上 辅 机 是 指 炼 胶 所 需 的 炭 黑 、 胶 、 生 小料 、 料 等的储存 、 送 、 量 、 料等设 备 。 油 输 称 投 不 同企 业 上 辅 机 差 别 很 大 ， 一 般 都 包 含 有 以 但
工序能 力 指 数 （ 。） 分 析 工 序 能 力 满 足 质 Ｃ 是
量标 准 、 艺规 范 程 度 的参 数 。工 序 是 指 在 一 定 工 时间 内处 于控制wk.baidu.com状态 （ 稳定 状态 ） 的实 际加工 能 下 力 ， 指操 作人 员 、 器 、 材料 、 是 机 原 工艺 方法 和生 产
第 ６ 期
李 勇 等 ． 炼 机 上 辅 机 粉 料 称 量 及 投 料 系 统 优 化 密
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密 炼 机 上 辅 机 粉 料 称 量 及 投 料 系统 优 化
李 勇 ， 田 伟 ， 王 龙
［ 东省 高分 子 材 料 先 进 制 造 技 术 重 点 实 验 室 （ 岛 科 技 大 学 ） 山 东 青 岛 ２ ６ ６ ］ 山 青 ， ６ ０ １
机 的工作 原理 是基 于满 填充 的单位 螺距 定 容积 物
料输 送 。 由于粉体 流动性 随 机变化 造 成 的密度 变
当粉 料 处 于气 固混 合态 时 ， 有 液体 的高 流 具
动性 和高 压 力 传 导 性 ， 流 通 方 向 上 压 差 较 大 在
化 会导致 单 位容 积 质 量 的不 同 ， 上 粉 体 压 力 增 加